小比爾的部落格

  隼鳥2號在2011年展開探查機設計製作，2013年完成探查機開始試驗，在2014年年底發射、2018年抵達小行星、2019年從小行星出發 2020年返回地球。與運載火箭分離後隼鳥2號將先在一個類似地球繞行太陽的公轉軌道上飛行，約一年之後回到地球附近執行"引力協拋"。所以實際上隼鳥2號從地球到小行星的時間是大約兩年半而不是三年半。使用地球重力助推主要是考量節省燃料，如果只用離子引擎的力量要讓隼鳥2號飛向"龍宮小行星"1999 JU3，引擎需要持續一年左右時間全力噴射加速，這樣一來勢必還需要40公斤的氙氣燃料，於是採取利用天體重力的省能源航行法。引力協拋也就是過境變軌，在助推方法中有讓探查機加速的"加速變軌"也有讓探查機減速的"減速變軌"。加速變軌是讓探查機從要利用重力的天體公轉方向後方繞過；而減速則是需要從前方繞過。隼鳥2號在地球重力助推後相對於太陽其速度提升了每秒1.6公里，日本在1990年發射的月球工程實驗機飛天號(Hiten)首次嘗試進行月球引力協拋且總共實施10次，在此之後磁圈探測衛星Geotail、火星探查機Nozomi以及第一代隼鳥號都有使用到這種方法。隼鳥2號在進行引力協拋前有執行過微幅的軌道修正，然而要修正軌道首先必須要能夠很精準地知道探查機的位置與速度。以往採用「range-Doppler method」，這種無線電波觀測法雖然可以正確地求得探查機的"徑向速度"(radial velocity；從觀測者見到的視線方向速度分量)但卻很難正確地得到與其垂直相交的天球上位置(赤經與赤緯)和速度。因此這次為了更精確地獲得探查機在天球上的位置及速度採用了「Delta-Differential One-Way Ranging(Delta-DOR)」，Delta-DOR利用數個地面天線交互觀測探查機並以存在於宇宙邊緣既明亮又會發出無線電波的類星體(quasar)為基準來求得探查機在天球上的位置，天線間的距離(基線長度;baseline length)越長精確度就越高。其定位精準度相當於能分辨100公里外0.3毫米大小物體的解析度；而速度的測量精準度則是可對在太陽系內以每秒約30公里速度飛行的探查機以毫米/秒以下來測量。而在執行引力協拋之前隼鳥2號將透過試運轉檢查離子引擎與探查機上的儀器。出發前往小行星的行程需要兩年半，而返回地球卻只需一年，這種差異是基於考慮到達小行星所要求的速度。當隼鳥2號接近"龍宮小行星"時，探查機必須降低速度使其跟小行星飛行速度一樣以進行“會合飛航(rendezvous navigation)"。而使用離子引擎的隼鳥2號短時間內無法改變速度和軌道，因此需要一些時間來控制太空船速度。著陸採集樣本方面，第一次觸地先採集表面樣本 第二次觸地則採集炸開的坑洞內部樣本。2019年底隼鳥2號從小行星出發，返回時飛越地球釋放攜帶樣本的膠囊後再飛回外太空，因此不必降低速度以配合地球的速度。任務最後則是前往地球與太陽重力取得平衡的Lagrangian point。